矿井提升机广泛应用于煤炭、有色金属和黑色金属等矿山开采行业,作为矿山采矿系统中的关键机械设备,承担着矿物的提升、人员的上下、材料和设备的运送任务,被人们称为矿山的“咽喉设备”。提升机技术性能水平的高低直接影响到矿山的生产效率和矿工的生命安全,因此受到使用单位的极大关注。作为提升机关键部件的主轴装置,在动态下的真实受力状态和实际的载荷谱及有些设计系数目前尚无法确定,一些结构也不能进行全面、正确的评估。因此,设计部门迫切需求一种能够快速反映提升机受载时的整体应力应变分布规律的现代设计方法。对提升机主轴装置结构强度、刚度的传统设计计算方法是解析方法,该方法只能以简化方式作粗略的计算,只能得到局部的应力、位移、强度及刚度情况,通过加大安全系数的方法来保证结构的强度和刚度。而用有限元软件进行计算能够快速、准确、直观地得到结构上各部位的应力、应变等参数的分布情况。同时,有限元软件的运用能够实现结构的细节优化,这是传统计算方法无法相比的。本文的主要研究工作如下:1)以2JK型单绳缠绕式矿井提升机主轴装置为研究对象,采用Pro/E、HyperMesh及ANSYS等软件完成对主轴装置的建模、求解及后处理的全过程。2)对应力集中的人孔结构优化分析。①在不改变原结构的人孔形状的前提下,改变人孔位置,计算得出人孔周边应力分布情况,并与原结构的计算结果相比较,得出人孔距中心距离的改变对人孔周边应力分布影响规律;②改变人孔形状(腰形孔,圆孔,梯形孔,椭圆孔),对卷筒进行应力应变分析。3)为了增加容绳量,提高提升机的提升高度,采用同时增加主轴长度和卷筒宽度的方法。分别计算分析主轴长度和卷筒宽度改变后的受力状态,并与改变前相比较,其结论对提升机的优化设计起一定理论指导意义。通过对该型号主轴装置的有限元仿真分析,得到一些有益的结论,为主轴装置的设计提供了依据,对实际工程应用具有重要意义。同时,证明用有限元软件对结构分析计算能够大大缩短设计时间,提高设计效率,借助它们对提升设备的相关研究具有非常重要的工程价值。